DE102014201456A1

DE102014201456A1 - The stacked-plate heat exchanger

Info

Publication number: DE102014201456A1
Application number: DE102014201456.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dränkow
Original assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-07-30
Also published as: KR20150089958A; EP2899487B1; CN205014870U; EP2899487A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stapelscheibenwärmeübertrager (1), mit mehreren Hauptscheiben (4), die in einer Stapelrichtung (5) aufeinandergestapelt sind und einen Stapel (6) bilden, und die jeweils zwei Öffnungen (7, 8) für ein erstes Fluid (2) und zwei Öffnungen (9, 10) für ein zweites Fluid (3) aufweisen, wobei die Hauptscheiben (4) so aufeinandergestapelt sind, dass im Stapel (6) für das erste Fluid (2) ein gemeinsamer, parallel zur Stapelrichtung (5) verlaufender erster Einlasskanal (13), ein gemeinsamer, parallel zur Stapelrichtung (5) verlaufender erster Auslasskanal und mehrere senkrecht zur Stapelrichtung (5) verlaufende, den ersten Einlasskanal (13) mit dem ersten Auslasskanal fluidisch verbindende erste Hauptverbindungskanäle (14) und für das zweite Fluid (3) ein gemeinsamer, parallel zur Stapelrichtung (5) verlaufender zweiter Einlasskanal (15), ein gemeinsamer, parallel zur Stapelrichtung (5) verlaufender zweiter Auslasskanal und mehrere senkrecht zur Stapelrichtung (5) verlaufende, den zweiten Einlasskanal (15) mit dem zweiten Auslasskanal fluidisch verbindende zweite Hauptverbindungskanäle (16) ausgebildet sind. Eine vereinfachte Anpassung an unterschiedliche Strömungssituationen ergibt sich, wenn wenigstens eine Zusatzscheibe (17) vorgesehen ist, die in der Stapelrichtung (5) so zwischen zwei Hauptscheiben (4) angeordnet ist, dass im Stapel (6) ein Zusatzverbindungskanal (25) entsteht, der mit einem seiner in der Stapelrichtung (5) unmittelbar benachbarten Hauptverbindungskanäle (14, 16) fluidisch verbunden ist.The present invention relates to a stacked disk heat exchanger (1), comprising a plurality of main disks (4) stacked on each other in a stacking direction (5) forming a stack (6) and each having two openings (7, 8) for a first fluid (2 ) and two openings (9, 10) for a second fluid (3), wherein the main disks (4) are stacked on each other such that in the stack (6) for the first fluid (2) a common, parallel to the stacking direction (5) extending first inlet channel (13), a common, parallel to the stacking direction (5) extending first outlet channel and a plurality of perpendicular to the stacking direction (5) extending, the first inlet channel (13) to the first outlet channel fluidly connecting first main connection channels (14) and for the second Fluid (3) a common, parallel to the stacking direction (5) extending second inlet channel (15), a common, parallel to the stacking direction (5) extending second outlet channel and a plurality of perpendicular to the Stacking direction (5) extending, the second inlet channel (15) to the second outlet channel fluidly connecting second main connection channels (16) are formed. A simplified adaptation to different flow situations results when at least one additional disc (17) is provided, which is arranged in the stacking direction (5) between two main discs (4), that in the stack (6) an additional connecting channel (25) is formed is fluidly connected to one of its in the stacking direction (5) immediately adjacent main connection channels (14, 16).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stapelscheibenwärmeübertrager zur Wärmeübertragung zwischen einem ersten Fluid und einem zweiten Fluid, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The present invention relates to a stacked disk heat exchanger for heat transfer between a first fluid and a second fluid, having the features of the preamble of claim 1.

Aus der US 7,007,749 B2 ist ein derartiger Stapelscheibenwärmeübertrager grundsätzlich bekannt. Er besitzt mehrere Hauptscheiben, die in einer Stapelrichtung aufeinandergestapelt sind und so einen Stapel bilden. Die Hauptscheiben weisen dabei jeweils zwei Öffnungen für das erste Fluid und zwei Öffnungen für das zweite Fluid auf, wobei zwei der Öffnungen jeweils von einem Dom eingefasst sind. Die Hauptscheiben sind im Stapel so aufeinandergestapelt, dass im Stapel für das erste Fluid ein gemeinsamer, parallel zur Stapelrichtung verlaufender erster Einlasskanal, ein gemeinsamer, parallel zur Stapelrichtung verlaufender erster Auslasskanal und mehrere senkrecht zur Stapelrichtung verlaufende, den ersten Einlasskanal mit dem ersten Auslasskanal fluidisch verbindende erste Verbindungskanäle und für das zweite Fluid ein gemeinsamer, parallel zur Stapelrichtung verlaufender zweiter Einlasskanal, ein gemeinsamer, parallel zur Stapelrichtung verlaufender zweiter Auslasskanal und mehrere senkrecht zur Stapelrichtung verlaufende, den zweiten Einlasskanal mit dem zweiten Auslasskanal fluidisch verbindende zweite Verbindungskanäle ausgebildet sind.From the US 7,007,749 B2 Such a stacked disk heat exchanger is basically known. It has a plurality of main disks which are stacked in a stacking direction to form a stack. The main disks each have two openings for the first fluid and two openings for the second fluid, wherein two of the openings are each enclosed by a dome. The main disks are stacked in the stack so that in the stack for the first fluid, a common, parallel to the stacking direction first inlet channel, a common, parallel to the stacking direction first outlet and a plurality of perpendicular to the stacking direction, the first inlet channel with the first outlet channel fluidly connecting first connecting channels and for the second fluid a common, parallel to the stacking direction extending second inlet channel, a common, parallel to the stacking direction extending second outlet and a plurality of perpendicular to the stacking direction, the second inlet channel to the second outlet channel fluidly connecting second connection channels are formed.

Um einen derartigen Stapelscheibenwärmeübertrager möglichst preiswert herstellen zu können, ist es grundsätzlich möglich, die Hauptscheiben als identische Gleichteile herzustellen und so auszugestalten, dass sie um eine parallel zur Stapelrichtung verlaufende Längsmittelachse des Stapels jeweils um 180° verdreht aufeinander stapelbar sind, um die beiden Fluidpfade für das erste Fluid und das zweite Fluid innerhalb des Stapels auszubilden. Bei identischen Hauptplatten ergeben sich dann auch identische Strömungspfade für das erste und zweite Fluid. To be able to produce such a stacked-plate heat exchanger as inexpensively as possible, it is basically possible to produce the main disks as identical identical parts and to design them so that they can be stacked around a parallel to the stacking direction longitudinal central axis of the stack each rotated by 180 ° to each other to the two fluid paths for forming the first fluid and the second fluid within the stack. With identical main plates, identical flow paths then also result for the first and second fluid.

Bei bestimmten Einsatzfällen derartiger Stapelscheibenwärmeübertrager kann jedoch die Wärmeabgabekapazität des einen Fluids deutlich unterschiedlich sein zur Wärmeaufnahmekapazität des anderen Fluids. Dies kann beispielsweise durch unterschiedliche Volumenströme und/oder verschiedene Wärmeleitkoeffizienten innerhalb der beiden Fluide verursacht sein. Es besteht daher der Bedarf, einen derartigen Stapelscheibenwärmeübertrager an unterschiedliche Fluid- und Durchströmungssituationen anpassen zu können, um den Wirkungsgrad der Wärmeübertragung zu verbessern.However, in certain applications of such stacked plate heat exchangers, the heat release capacity of one fluid may be significantly different than the heat capacity of the other fluid. This can be caused, for example, by different volume flows and / or different heat conduction coefficients within the two fluids. There is therefore a need to be able to adapt such a stacked plate heat exchanger to different fluid and Durchströmungssituationen to improve the efficiency of heat transfer.

Aus der WO 2013/120817 A2 ist ebenfalls ein derartiger Stapelscheibenwärmeübertrager bekannt, bei dem jedoch zwei verschiedene Typen von Hauptscheiben zum Einsatz kommen, die sich durch unterschiedlich hohe randseitige Umläufe und durch unterschiedlich hohe Dome voneinander unterscheiden. Innerhalb des Stapels ergeben sich dann in der Stapelrichtung unterschiedliche Höhen für die ersten Verbindungskanäle und die zweiten Verbindungskanäle, so dass die Verbindungskanäle mit der größeren Höhe einen größeren durchströmbaren Querschnitt besitzen. Hierdurch lässt sich der Volumenstrom durch diese Verbindungskanäle entsprechend vergrößern oder die Verweildauer des Fluids in diesen Verbindungskanälen entsprechend vergrößern, wodurch die Wärmeabgabe bzw. Wärmeaufnahme des Fluids entsprechend verbessert werden kann. Um den bekannten Stapelscheibenwärmeübertrager an andere Strömungssituationen anpassen zu können, sind dementsprechend die beiden verschiedenen Hauptscheiben hinsichtlich der Höhe ihrer Umläufe sowie hinsichtlich der Höhe ihrer Dome entsprechend anzupassen.From the WO 2013/120817 A2 Also, such a stacked plate heat exchanger is known in which, however, two different types of main discs are used, which differ from each other by different high marginal turns and by different high dome. Within the stack, different heights for the first connection channels and the second connection channels then result in the stacking direction, so that the connection channels with the greater height have a larger cross-section through which they can flow. As a result, the volume flow through these connecting channels can be correspondingly increased or the residence time of the fluid in these connecting channels correspondingly increased, whereby the heat release or heat absorption of the fluid can be correspondingly improved. In order to adapt the known stacked plate heat exchanger to other flow situations, accordingly, the two different main discs with respect to the amount of their cycles and with regard to the height of their domes are adjusted accordingly.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Stapelscheibenwärmeübertrager der eingangs genannten Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass sie mit einem vergleichsweise geringen Aufwand an unterschiedliche Strömungssituationen und/oder Fluidpaarungen anpassbar ist. The present invention is concerned with the problem of providing for a stacked plate heat exchanger of the type mentioned an improved or at least another embodiment, which is particularly characterized in that it is adaptable with a relatively low cost to different flow situations and / or fluid pairings.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Stapelscheibenwärmeübertrager mit wenigstens einer Zusatzscheibe auszustatten, die in der Stapelrichtung zwischen zwei benachbarten Hauptscheiben angeordnet ist. Die Zusatzscheibe ist dabei so ausgestaltet, dass im Stapel ein zusätzlicher Verbindungskanal (Zusatzverbindungskanal) entsteht, der nur mit einem seiner in der Stapelrichtung unmittelbar benachbarten Verbindungskanäle (Hauptverbindungskanäle) fluidisch verbunden ist. Durch diese Maßnahme wird im Bereich der Zusatzscheibe der durchströmbare Querschnitt des Zusatzverbindungskanals zum durchströmbaren Querschnitt des jeweiligen Hauptverbindungskanals hinzugefügt, so dass in diesem Bereich die Wärmeübertragung zwischen den beiden Fluiden verbessert werden kann. Bemerkenswert ist einerseits, dass es mit Hilfe derartiger Zusatzscheiben möglich ist, im jeweiligen Fluidpfad die Wärmeübertragungsleistung abhängig von der Anzahl der verwendeten Zusatzscheiben stufenweise zu vergrößern. Ferner ist es möglich, auch dem anderen Fluidpfad wenigstens eine solche Zusatzscheibe zuzuordnen, so dass auch dort die Wärmeübertragungsleistung abhängig von der Anzahl der verwendeten Zusatzscheiben stufenweise vergrößert werden kann. Somit lassen sich grundsätzlich beliebige Verhältnisse ganzer Zahlen zwischen ersten Verbindungskanälen, also der Summe aus dem ersten Fluidpfad zugeordneten Hauptverbindungskanälen und Zusatzverbindungskanälen, und zweiten Verbindungskanälen realisieren, also der Summe aus dem zweiten Fluidpfad zugeordneten Hauptverbindungskanälen und Zusatzverbindungskanälen. Bemerkenswert ist zum anderen, dass zur Realisierung einer derartigen Vielzahl an möglichen Konfigurationen grundsätzlich nur zwei verschiedene Scheibentypen erforderlich sind, nämlich die Hauptscheiben einerseits und die Zusatzscheiben andererseits. Dementsprechend kann eine Variantenbildung des hier vorgestellten Stapelscheibenwärmeübertragers besonders preiswert realisiert werden.The invention is based on the general idea of equipping the stacked disk heat exchanger with at least one additional disk, which is arranged in the stacking direction between two adjacent main disks. The additional disk is designed so that in the stack, an additional connection channel (additional connection channel) is formed, which is fluidly connected only with one of its immediately adjacent in the stacking direction connecting channels (main connection channels). As a result of this measure, in the region of the additional disk, the through-flow cross-section of the additional connecting channel is added to the flow-through cross section of the respective main connecting channel, so that the heat transfer between the two fluids can be improved in this area. It is noteworthy, on the one hand, that it is possible with the aid of such additional disks to gradually increase the heat transfer capacity in the respective fluid path, depending on the number of auxiliary disks used. Furthermore, it is also possible to assign at least one additional disk to the other fluid path, so that there too the heat transfer capacity depends on the number of used Additional discs can be gradually increased. Thus, in principle, any ratios of integers between first connection channels, that is to say the sum of main connection channels and additional connection channels assigned to the first fluid path, and second connection channels can be realized, ie the sum of main connection channels and additional connection channels assigned to the second fluid path. It is noteworthy, on the other hand, that basically only two different types of discs are required to realize such a large number of possible configurations, namely the main discs on the one hand and the auxiliary discs on the other hand. Accordingly, a variant of the presented here Stapelscheibenwärmeübertragers can be realized particularly inexpensive.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Zusatzscheibe in der Stapelrichtung fluchtend zu den Hauptscheiben zwei Öffnungen für das erste Fluid und zwei Öffnungen für das zweite Fluid aufweist, wobei zwei der Öffnungen jeweils von einem Dom eingefasst sind. Dabei sind die Dome der jeweiligen Zusatzscheibe in der Stapelrichtung höher als die Dome der Hauptscheiben und/oder bezüglich einer Längsmittelachse des jeweiligen Einlasskanals oder Auslasskanals relativ zu den Domen der Hauptscheiben radial nach außen oder nach innen versetzt angeordnet. Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung und/oder Positionierung der Dome der Zusatzscheibe ist der im Stapel mit Hilfe der Zusatzscheibe ausgebildete Zusatzverbindungskanal zum jeweiligen benachbarten Hauptverbindungskanal hinsichtlich seiner Durchströmung parallel geschaltet. In a preferred embodiment it can be provided that the respective additional disk has two openings for the first fluid and two openings for the second fluid in the stacking direction in alignment with the main disks, wherein two of the openings are each enclosed by a dome. In this case, the dome of the respective additional disk in the stacking direction are higher than the dome of the main disks and / or arranged radially outwardly or inwardly offset relative to the domes of the main disks with respect to a longitudinal central axis of the respective inlet channel or outlet channel. Due to the proposed embodiment and / or positioning of the dome of the additional disc, the additional connecting channel formed in the stack with the aid of the additional disk is connected in parallel to the respective adjacent main connecting channel in terms of its throughflow.

Bei einer anderen Ausführungsform kann der jeweilige Zusatzverbindungskanal in der Stapelrichtung im Wesentlichen gleich hoch sein wie die Hauptverbindungskanäle. Hierdurch lässt sich die Variantenbildung besonders einfach gestalten, da sich durch die Verwendung einer Zusatzscheibe der durchströmbare Querschnitt des mit dem dadurch gebildeten Zusatzverbindungskanals fluidisch gekoppelten Hauptverbindungskanals quasi verdoppeln lässt.In another embodiment, the respective auxiliary connection channel in the stacking direction may be substantially the same height as the main connection channels. As a result, the formation of variants can be made particularly simple, since the use of an additional disk allows the through-flow cross-section of the main connection channel, which is fluidically coupled to the additional connecting channel formed thereby, to be virtually doubled.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die jeweilige Zusatzscheibe so im Stapel angeordnet sein, dass diejenige Hauptscheibe, die mit der jeweiligen Zusatzscheibe den Zusatzverbindungskanal in der Stapelrichtung begrenzt, im Bereich ihrer nicht von den Domen dieser Hauptscheibe eingefassten Öffnungen freistehend angeordnet ist, so dass der Zusatzverbindungskanal durch diese Öffnungen mit dem benachbarten Hauptverbindungskanal fluidisch verbunden ist. Auf diese Weise wird innerhalb des Stapels ein interner Bypass geschaffen, durch den das jeweilige Fluid zusätzlich, also parallel zum zugehörigen Hauptverbindungskanal hindurchströmen kann. According to an advantageous embodiment, the respective additional disc may be arranged in the stack, that the main disc, which limits the additional connecting channel in the stacking direction with the respective additional disc is arranged free-standing in the area of their not enclosed by the domes of this main disc openings, so that the additional connection channel through these openings are fluidly connected to the adjacent main connection channel. In this way, an internal bypass is created within the stack, through which the respective fluid in addition, so it can flow parallel to the associated main connection channel.

Bei einer anderen Ausführungsform können die Dome der jeweiligen Zusatzscheibe so dimensioniert und angeordnet sein, dass sie in die Dome einer der benachbarten Hauptscheiben eingreifen. Somit gliedern sich die Dome der jeweiligen Zusatzscheibe in die Ausbildung des jeweiligen Einlasskanals bzw. Auslasskanals ein. Dies vereinfacht die Stapelbildung.In another embodiment, the domes of the respective additional disc may be sized and arranged to engage the domes of one of the adjacent main discs. Thus, the domes of the respective additional disc are divided into the formation of the respective inlet channel and outlet channel. This simplifies stacking.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung können die Dome der jeweiligen Zusatzscheibe im Wesentlichen doppelt so hoch sein wie die Dome der Hauptscheiben. Hierdurch wird erreicht, dass im jeweiligen Zusatzverbindungskanal die parallel zur Stapelrichtung gemessene Höhe im Wesentlichen gleich groß ist wie im benachbarten Hauptverbindungskanal. According to an advantageous development, the dome of the respective additional disc can be substantially twice as high as the dome of the main discs. This ensures that in the respective additional connection channel the height measured parallel to the stacking direction is substantially the same as in the adjacent main connection channel.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die jeweilige Zusatzscheibe so im Stapel angeordnet sein, dass sie im Bereich ihrer nicht von ihrem Domen eingefassten Öffnungen freistehend angeordnet ist, so dass der Zusatzverbindungskanal durch diese Öffnungen mit dem benachbarten Hauptverbindungskanal fluidisch verbunden ist. Auch bei dieser Bauweise wird innerhalb des Stapels ein interner Bypass realisiert, der die parallele Durchströmung des Zusatzverbindungskanals und des benachbarten Hauptverbindungskanals ermöglicht.According to another embodiment, the respective additional disc may be arranged in the stack so that it is arranged free-standing in the area of their not enclosed by their domes openings, so that the additional connection channel is fluidly connected through these openings with the adjacent main connection channel. Also in this construction, an internal bypass is realized within the stack, which allows the parallel flow through the additional connection channel and the adjacent main connection channel.

Gemäß einer anderen Weiterbildung können die Dome der jeweiligen Zusatzscheibe so dimensioniert und angeordnet sein, dass sie die benachbarte Hauptscheibe bezüglich der Längsmittelachse des jeweiligen Einlasskanals oder Auslasskanals radial außerhalb der Dome der benachbarten Hauptscheibe kontaktieren. Diese Bauweise ist toleranter gegenüber Maßabweichungen innerhalb des Herstellungsprozesses.According to another embodiment, the dome of the respective additional disc can be dimensioned and arranged so that they contact the adjacent main disc with respect to the longitudinal central axis of the respective inlet channel or outlet channel radially outside the dome of the adjacent main disc. This design is more tolerant of deviations in the manufacturing process.

Bei einer anderen Weiterbildung können die Dome der jeweiligen Zusatzscheibe in der Stapelrichtung etwa gleich hoch sein wie die Dome der Hauptscheiben. Hierdurch wird erreicht, dass bei außerhalb der Dome der Hauptscheibe kontaktierenden Domen der Zusatzscheibe die in der Stapelrichtung gemessene Höhe des Zusatzverbindungskanals etwa gleich groß ist wie des benachbarten Hauptverbindungskanals.In another development, the dome of the respective additional disc in the stacking direction may be about the same height as the dome of the main discs. This ensures that when outside of the dome of the main disc contacting domes of the additional disc measured in the stacking direction height of the additional connection channel is about the same size as the adjacent main connection channel.

Besonders vorteilhaft ist nun eine Ausführungsform, bei welcher alle Hauptscheiben identisch ausgestaltet sind. Dementsprechend bilden die Hauptscheiben Gleichteile, was aufgrund höherer Stückzahlen die Stückkosten reduziert. Zweckmäßig sind die identischen Hauptscheiben so ausgestaltet, dass sie sich so aufeinanderstapeln lassen, dass in der Stapelrichtung benachbarte Hauptscheiben parallel zur Stapelrichtung um 180° zueinander verdreht sind.Particularly advantageous is now an embodiment in which all the main discs are configured identically. Accordingly, the main discs form identical parts, which reduces the unit cost due to higher quantities. The identical main disks are expediently designed so that they can be stacked on one another in such a way that the stacking direction adjacent main disks are rotated parallel to the stacking direction by 180 ° to each other.

Wie erwähnt kann der hier vorgestellte Stapelscheibenwärmeübertrager grundsätzlich mit einer einzigen solchen Zusatzscheibe auskommen. Ebenso können jedoch gleichzeitig auch mehrere derartige Zusatzscheiben zum Einsatz kommen. Sofern zwei oder mehr Zusatzscheiben verwendet werden, sind diese gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform identisch ausgestaltet, also ebenfalls als Gleichteile. Auch hier führt die Verwendung von Gleichteilen zu erhöhten Stückzahlen und reduzierten Stückpreisen.As mentioned above, the stacked disk heat exchanger presented here can in principle make do with a single such additional disk. Likewise, however, several such additional disks can be used at the same time. If two or more auxiliary disks are used, they are configured identically according to an advantageous embodiment, ie also as identical parts. Again, the use of identical parts leads to increased quantities and reduced unit prices.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform können die Hauptscheiben und die jeweilige Zusatzscheibe jeweils einen Umlauf besitzen, wobei die Umläufe von in der Stapelrichtung benachbarten Scheiben, also zwei Hauptscheiben oder eine Hauptscheibe und eine Zusatzscheibe, ineinandergreifen und dadurch die Verbindungskanäle, also die Hauptverbindungskanäle und den jeweiligen Zusatzverbindungskanal dicht abschließen. Mit Hilfe dieser Umläufe kann auf ein zusätzliches Gehäuse, in welches der Stapel eingesetzt werden muss, verzichtet werden. Dementsprechend wird mit Hilfe der Umläufe ein gehäuseloser Stapelscheibenwärmeübertrager geschaffen. Zweckmäßig sind die Umläufe der Hauptscheiben und der Umlauf der jeweiligen Zusatzscheibe hinsichtlich Höhe und Neigung identisch, um das Ineinandergreifen zu vereinfachen. According to another advantageous embodiment, the main disks and the respective additional disk can each have a circulation, wherein the circuits of adjacent disks in the stacking direction, ie two main disks or a main disk and an additional disk, interlock and thereby the connection channels, so the main connection channels and the respective additional connection channel close tightly. With the help of these revolutions can be dispensed with an additional housing in which the stack must be inserted. Accordingly, a caseless stacked plate heat exchanger is created with the help of the revolutions. Suitably, the revolutions of the main discs and the circulation of the respective additional disc are identical in terms of height and inclination in order to simplify the meshing.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,

1 eine Schnittansicht eines Stapelscheibenwärmeübertragers, 1 a sectional view of a Stapelscheibenwärmeübertragers,

2 ein vergrößertes Detail II aus 1, 2 an enlarged detail II 1 .

3 eine Schnittansicht wie in 1, jedoch bei einer anderen Ausführungsform, 3 a sectional view as in 1 but in another embodiment,

4 ein vergrößertes Detail IV aus 3, 4 an enlarged detail IV 3 .

5 eine Schnittansicht wie in 1, jedoch bei einer weiteren Ausführungsform. 5 a sectional view as in 1 but in another embodiment.

Entsprechend den 1–5 umfasst ein Stapelscheibenwärmeübertrager 1, der zur Wärmeübertragung zwischen einem in den Figuren jeweils durch einen hohlen Pfeil angedeuteten ersten Fluid 2 und einem in den Figuren durch einen vollen Pfeil angedeuteten zweiten Fluid 3 geeignet ist, mehrere Hauptscheiben 4. Die Hauptscheiben 4 sind in einer Stapelrichtung 5 aufeinandergestapelt, so dass sie einen Stapel 6 bilden. Die Hauptscheiben 4 besitzen jeweils zwei Öffnungen 7, 8 für das erste Fluid 2 und zwei Öffnungen 9, 10 für das zweite Fluid 3. Zwei der Öffnungen 7, 8, 9, 10, hier je eine dem ersten Fluid 2 zugeordnete Öffnung 8 und eine dem zweiten Fluid 3 zugeordnete Öffnung 10 sind dabei jeweils von einem Dom 11 für die Öffnung 8 bzw. von einem Dom 12 für die Öffnung 10 eingefasst. Die Hauptscheiben 4 sind im Stapel 6 so aufeinandergestapelt, dass im Stapel 6 für das erste Fluid 2 ein gemeinsamer, parallel zur Stapelrichtung 5 verlaufender erster Einlasskanal 13 und ein gemeinsamer, parallel zur Stapelrichtung 5 verlaufender erster Auslasskanal ausgebildet sind, wobei der erste Auslasskanal in den hier gezeigten Schnittansichten nicht sichtbar ist. Außerdem werden im Stapel 6 mehrere erste Hauptverbindungskanäle 14 ausgebildet, die den ersten Einlasskanal 13 mit dem genannten ersten Auslasskanal fluidisch verbinden und die dabei senkrecht zur Stapelrichtung 5 verlaufen. Analog bilden die Hauptscheiben 4 für das zweite Fluid 3 einen gemeinsamen, parallel zur Stapelrichtung 5 verlaufenden zweiten Einlasskanal 15 sowie einen gemeinsamen, parallel zur Stapelrichtung 5 verlaufenden zweiten Auslasskanal, der aufgrund der gewählten Schnittebenen in den Figuren nicht erkennbar ist. Ferner bilden die Hauptscheiben 4 senkrecht zur Stapelrichtung 5 verlaufende zweite Hauptverbindungskanäle 16, die den zweiten Einlasskanal 15 mit dem genannten zweiten Auslasskanal fluidisch verbinden. Hierdurch sind im Stapel 6 zwei fluidisch voneinander getrennte Strömungspfade ausgebildet, nämlich ein erster Strömungspfad für das erste Fluid 2 und ein zweiter Strömungspfad für das zweite Fluid 3.According to the 1 - 5 includes a stacked plate heat exchanger 1 for transferring heat between a first fluid indicated in the figures by a hollow arrow 2 and a second fluid indicated in the figures by a solid arrow 3 suitable is several main discs 4 , The main discs 4 are in a stacking direction 5 stacked on top of each other so they stack up 6 form. The main discs 4 each have two openings 7 . 8th for the first fluid 2 and two openings 9 . 10 for the second fluid 3 , Two of the openings 7 . 8th . 9 . 10 , here one each the first fluid 2 associated opening 8th and a second fluid 3 associated opening 10 are each of a dome 11 for the opening 8th or from a cathedral 12 for the opening 10 edged. The main discs 4 are in the pile 6 stacked on top of each other so that in the stack 6 for the first fluid 2 a common, parallel to the stacking direction 5 extending first inlet channel 13 and a common, parallel to the stacking direction 5 extending first outlet channel are formed, wherein the first outlet channel is not visible in the sectional views shown here. Besides, in the pile 6 several first main connection channels 14 formed, which is the first inlet channel 13 fluidly connect with said first outlet channel and thereby perpendicular to the stacking direction 5 run. Analog make the main discs 4 for the second fluid 3 a common, parallel to the stacking direction 5 extending second inlet channel 15 and a common, parallel to the stacking direction 5 extending second outlet channel, which is not recognizable due to the selected sectional planes in the figures. Furthermore, the main discs form 4 perpendicular to the stacking direction 5 extending second main connection channels 16 that the second inlet channel 15 fluidly connect with said second outlet channel. This is in the pile 6 formed two fluidically separate flow paths, namely, a first flow path for the first fluid 2 and a second flow path for the second fluid 3 ,

Der hier vorgestellte Stapelscheibenwärmeübertrager 1 zeichnet sich außerdem durch wenigstens eine Zusatzscheibe 17 aus, die in der Stapelrichtung 5 zwischen zwei benachbarten Hauptscheiben 4 angeordnet ist. Die Zusatzscheibe 17 besitzt zwei Öffnungen 18, 19 für das erste Fluid 2 und zwei Öffnungen 20, 21 für das zweite Fluid 3. Dabei sind die insgesamt vier Öffnungen 18, 19, 20, 21 der jeweiligen Zusatzscheibe 17 im Stapel 6 axial, also in der Stapelrichtung 5, fluchtend zu den vier Öffnungen 7, 8, 9, 10 der Hauptscheiben 4 angeordnet. Ferner sind zwei der Öffnungen 18, 19, 20, 21 der jeweiligen Zusatzscheibe 17 jeweils von einem Dom 22 für die Öffnung 19 bzw. von einem Dom 23 für die Öffnung 21 ausgestattet, der die jeweilige Öffnung 19 bzw. 21 einfasst. The stacked disk heat exchanger presented here 1 is also characterized by at least one additional disc 17 off in the stacking direction 5 between two adjacent main discs 4 is arranged. The additional disc 17 has two openings 18 . 19 for the first fluid 2 and two openings 20 . 21 for the second fluid 3 , Here are the four openings 18 . 19 . 20 . 21 the respective additional disc 17 in the pile 6 axially, ie in the stacking direction 5 , aligned with the four openings 7 . 8th . 9 . 10 the main discs 4 arranged. Further, two of the openings 18 . 19 . 20 . 21 the respective additional disc 17 each from a dome 22 for the opening 19 or from a cathedral 23 for the opening 21 equipped, the respective opening 19 respectively. 21 surrounds.

Bei den in den 1, 2 und 5 gezeigten Ausführungsformen sind die Dome 23 der jeweiligen Zusatzscheibe 17 in der Stapelrichtung 5 höher, also größer dimensioniert als die Dome 11, 12 der Hauptscheiben 4. Bei der in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsform sind die Dome 22 der jeweiligen Zusatzscheibe 17 bezüglich einer Längsmittelachse 24 des jeweiligen Einlasskanals 13 bzw. 15 oder des jeweiligen, hier nicht gezeigten Auslasskanals relativ zu den Domen 11, 12 der Hauptscheiben 4 radial nach außen versetzt angeordnet. Hierdurch lässt sich die jeweilige Zwischenscheibe 17 so zwischen zwei benachbarte Hauptscheiben 4 einsetzen, dass im Stapel 6 ein Zusatzverbindungskanal 25 entsteht, der mit einem seiner in der Stapelrichtung 5 unmittelbar benachbarten Hauptverbindungskanäle 14 oder 16 fluidisch verbunden ist. Bei der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ist der jeweilige Zusatzverbindungskanal 25 mit einem ersten Hauptverbindungskanal fluidisch verbunden. Bei der in 3 und 4 gezeigten Ausführungsform ist der jeweilige Zusatzverbindungskanal 25 mit einem der zweiten Hauptverbindungskanäle 16 fluidisch verbunden.In the in the 1 . 2 and 5 The embodiments shown are the domes 23 the respective additional disc 17 in the stacking direction 5 higher, ie larger dimensions than the dome 11 . 12 the main discs 4 , In the in the 3 and 4 embodiment shown are the dome 22 the respective additional disc 17 with respect to a longitudinal central axis 24 of the respective inlet channel 13 respectively. 15 or the respective outlet channel, not shown here, relative to the domes 11 . 12 the main discs 4 arranged offset radially outward. This allows the respective intermediate disc 17 so between two adjacent main discs 4 put that in the pile 6 an additional connection channel 25 arises with one of his in the stacking direction 5 immediately adjacent main connection channels 14 or 16 is fluidically connected. In the in the 1 and 2 embodiment shown is the respective additional connection channel 25 fluidly connected to a first main connection channel. At the in 3 and 4 embodiment shown is the respective additional connection channel 25 with one of the second main connection channels 16 fluidly connected.

Obwohl die Ausführungsform der 1 und 2 mit höheren Domen 23 und die in den 3 und 4 mit radial versetzten Domen 22 in separaten Ausführungsformen realisiert sind, ist grundsätzlich auch eine gemischte Ausführungsform denkbar, bei der sowohl höhere Dome 23 gemäß den 1 und 2 als auch radial versetzte Dome 22 gemäß den 3 und 4 zum Einsatz kommen können.Although the embodiment of the 1 and 2 with higher domes 23 and those in the 3 and 4 with radially offset domes 22 are realized in separate embodiments, in principle, a mixed embodiment is conceivable in which both higher dome 23 according to the 1 and 2 as well as radially offset dome 22 according to the 3 and 4 can be used.

Bevorzugt sind die hier gezeigten Ausführungsformen, bei denen der jeweilige Zusatzverbindungskanal 25 in der Stapelrichtung 5 etwa gleich hoch ist wie die Hauptverbindungskanäle 14, 16.The embodiments shown here are preferred in which the respective additional connecting channel 25 in the stacking direction 5 about the same height as the main connection channels 14 . 16 ,

Die 1 und 2 zeigen dabei eine Ausführungsform, bei der innerhalb des Stapels 6 nur eine einzige solche Zusatzscheibe 17 verwendet wird. Bei der in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsform sind im Stapel 6 rein exemplarisch genau zwei derartige Zusatzscheiben 17 vorgesehen, die dementsprechend zwei Zusatzverbindungskanäle 25 schaffen, die im Beispiel der 3 und 4 jeweils dem zweiten Fluid 3 zugeordnet sind. Im Unterschied dazu zeigt 5 rein exemplarisch eine Ausführungsform, bei der drei derartige Zusatzscheiben 17 verwendet werden, wobei sie im Beispiel der 5 dem zweiten Fluid 3 zugeordnet sind. Im Unterschied dazu ist die jeweilige Zusatzscheibe bei der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform dem ersten Fluid 2 zugeordnet. Bei der in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsform ist die jeweilige Zusatzscheibe 17 dagegen ebenfalls dem zweiten Fluid 3 zugeordnet. Die in 5 gezeigte Ausführungsform entspricht hinsichtlich ihres Aufbaus grundsätzlich der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform, so dass hinsichtlich konstruktiver Details auf die Ausführungen zum Beispiel der 1 und 2 verwiesen werden kann.The 1 and 2 show an embodiment in which within the stack 6 only one such additional disk 17 is used. In the in the 3 and 4 shown embodiment are in the stack 6 purely exemplarily exactly two such additional discs 17 provided, which accordingly two additional connection channels 25 create, in the example of the 3 and 4 each of the second fluid 3 assigned. In contrast, shows 5 purely exemplary, an embodiment in which three such additional discs 17 used in the example of the 5 the second fluid 3 assigned. In contrast, the respective additional disc in the in 1 and 2 shown embodiment of the first fluid 2 assigned. In the in the 3 and 4 embodiment shown is the respective additional disc 17 while also the second fluid 3 assigned. In the 5 embodiment shown corresponds in terms of their construction basically in the 1 and 2 shown embodiment, so that in terms of constructive details on the embodiments, for example 1 and 2 can be referenced.

Bei der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ist die jeweilige Zusatzscheibe 17 so im Stapel 6 angeordnet, dass diejenige Hauptscheibe 4, die mit der jeweiligen Zusatzscheibe 17 den Zusatzverbindungskanal 25 begrenzt, also die in den 1 und 2 unmittelbar darüber liegende Hauptscheibe 4, im Bereich ihrer nicht von den Domen 11, 12 dieser Hauptscheibe 4 eingefassten Öffnungen 7, 9 freistehend angeordnet ist. Der sich dabei bildende freistehende Rand der betroffenen Hauptscheibe 4 ist in 2 mit 26 bezeichnet. Der jeweilige Zusatzverbindungskanal 25 kann nun durch diese, vom Rand 26 eingefasste Öffnung 7 mit dem benachbarten Hauptverbindungskanal 14 fluidisch kommunizieren. Hierdurch wird innerhalb des Stapels 6 ein interner Bypass geschaffen. Ferner sind der Zusatzverbindungskanal 25 und der damit fluidisch verbundene Hauptverbindungskanal 14 fluidisch parallel geschaltet, so dass diese beiden Verbindungskanäle 14, 25 parallel vom jeweiligen Fluid, hier vom ersten Fluid 2 durchströmt werden. In the in the 1 and 2 embodiment shown is the respective additional disc 17 so in the pile 6 arranged that the main disk 4 that with the respective additional disc 17 the additional connection channel 25 limited, so in the 1 and 2 immediately above the main disc 4 , in the area of their not from the Domen 11 . 12 this main disc 4 enclosed openings 7 . 9 is arranged free-standing. The resulting free-standing edge of the affected main disc 4 is in 2 With 26 designated. The respective additional connection channel 25 can now through this, from the edge 26 framed opening 7 with the adjacent main connection channel 14 communicate fluidly. This will be within the stack 6 created an internal bypass. Further, the auxiliary connection channel 25 and the main connection channel fluidly connected thereto 14 fluidly connected in parallel, so that these two connection channels 14 . 25 parallel to the respective fluid, here the first fluid 2 be flowed through.

Zur Realisierung dieser Bauform sind gemäß den 1 und 2 die Dome 23 der jeweiligen Zwischenscheibe 17 so dimensioniert und angeordnet, dass sie in die Dome 12 einer der benachbarten Hauptscheiben 4 eingreifen. Dieser Eingriffsbereich ist in 2 mit einem Kreis eingefasst und mit 27 bezeichnet. Damit die Dome 23 der Zwischenscheibe 17 in die Dome 12 der Hauptscheibe 4 axial, also parallel zur Stapelrichtung 5 eingreifen können, sind diese dementsprechend komplementär geformt. Damit die parallel zur Stapelrichtung 5 gemessenen Abstände zwischen benachbarten Hauptscheiben 4 und zwischen der Zusatzscheibe 17 und der jeweiligen benachbarten Hauptscheibe 4 etwa gleich groß sind, ist der jeweilige Dom 23 der Zusatzscheibe 17 parallel zur Stapelrichtung 5 etwa doppelt so hoch wie der zugehörige Dom 12 der jeweiligen Hauptscheibe 4.To realize this design are in accordance with the 1 and 2 the dome 23 the respective washer 17 so dimensioned and arranged that they are in the dome 12 one of the adjacent main discs 4 intervention. This intervention area is in 2 bordered with a circle and with 27 designated. So that the dome 23 the washer 17 in the dome 12 the main disc 4 axially, ie parallel to the stacking direction 5 can intervene, these are shaped accordingly complementary. So that parallel to the stacking direction 5 measured distances between adjacent main disks 4 and between the additional disc 17 and the respective adjacent main disk 4 are about the same size, is the respective cathedral 23 the additional disc 17 parallel to the stacking direction 5 about twice as high as the associated dome 12 the respective main disc 4 ,

Gemäß der in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsform sind im Stapel 6 zwei derartige Zusatzscheiben 17 angeordnet. Die obere Zusatzscheibe 17, die im Folgenden auch als Zusatzscheibe 17' bezeichnet wird, ist dabei im Stapel 6 so angeordnet, dass sie im Bereich derjenigen Öffnung 20, die nicht von einem Dom 22 der Zusatzscheibe 17' eingefasst ist, freistehend angeordnet. Ein die jeweilige Öffnung 20 einfassender Rand der Zusatzscheibe 17' ist dabei in 3 mit 28 bezeichnet. Die untere Zusatzscheibe 17, die im Folgenden auch mit 17" bezeichnet wird, ist wie die Zusatzscheibe 17 der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform so im Stapel 6 angeordnet, dass auch hier diejenige Hauptscheibe 4, die zusammen mit der unteren Zusatzscheibe 17" den (unteren) Zusatzverbindungskanal 25 begrenzt, im Bereich ihrer nicht von den Domen 11, 12 dieser Hauptscheibe 4 eingefassten Öffnungen 7, 9 freistehend angeordnet ist. Der zugehörige Öffnungsrand ist wieder mit 26 bezeichnet. According to the in the 3 and 4 shown embodiment are in the stack 6 two such additional discs 17 arranged. The upper additional disc 17 , which in the following also as additional disk 17 ' is called, is in the pile 6 arranged so that they are in the area of those opening 20 not from a dome 22 the additional disc 17 ' enclosed, arranged free-standing. A the respective opening 20 bordering edge of additional disc 17 ' is in 3 With 28 designated. The lower additional disc 17 , which also below with 17 " is called, is like the additional disc 17 in the 1 and 2 shown embodiment in the stack 6 arranged that also here the main disk 4 that together with the lower auxiliary disc 17 " the (lower) additional connection channel 25 limited, in the area of their not by the Domen 11 . 12 this main disc 4 enclosed openings 7 . 9 is arranged free-standing. The associated opening edge is again with 26 designated.

Im Beispiel der 3 und 4 sind die Dome 22 der Zusatzscheibe 17 so dimensioniert und angeordnet, dass sie die benachbarte Hauptscheibe 4 bezüglich der Längsmittelachse 24 des jeweiligen Einlasskanals 13 bzw. 15 radial außerhalb der Dome 11, 12 der benachbarten Hauptscheibe 4 kontaktieren. Somit sind gemäß 4 Kontaktzonen 29, in denen die Dome 22 der jeweiligen Zusatzscheibe 17 die jeweilige benachbarte Hauptscheibe 4 berühren, radial nach außen versetzt angeordnet zu Kontaktzonen 30, in denen die Dome 11 einer benachbarten Hauptscheibe 4 die jeweilige Zusatzscheibe 17 berühren (hier die obere Zusatzscheibe 17'), oder eine weitere Hauptscheibe 4 berühren, hier so bei der unteren Zusatzscheibe 17". Diese Kontaktbereiche der oben und unteren Zusatzscheibe 17' und 17" sind in 4 jeweils durch einen Kreis markiert und mit 31 bezeichnet. In the example of 3 and 4 are the dome 22 the additional disc 17 so dimensioned and arranged that they are the adjacent main disc 4 with respect to the longitudinal central axis 24 of the respective inlet channel 13 respectively. 15 radially outside the dome 11 . 12 the neighboring main disc 4 to contact. Thus, according to 4 contact zones 29 in which the dome 22 the respective additional disc 17 the respective adjacent main disc 4 touch, offset radially outwards arranged to contact zones 30 in which the dome 11 an adjacent main disk 4 the respective additional disc 17 touch (here the upper additional disc 17 ' ), or another main disc 4 touch, so here at the lower additional disc 17 " , These contact areas of the top and bottom additional disc 17 ' and 17 " are in 4 each marked by a circle and with 31 designated.

Wie sich den 3 und 4 entnehmen lässt, können die Dome 22 der Zusatzscheiben 17 in der Stapelrichtung 5 etwa gleich hoch sein wie die Dome 11 bzw. 12 der Hauptscheiben 4.How the 3 and 4 can remove the dome 22 the additional discs 17 in the stacking direction 5 be about the same height as the dome 11 respectively. 12 the main discs 4 ,

Bevorzugt kann bei den hier gezeigten Ausführungsformen vorgesehen sein, dass alle Hauptscheiben 4 identisch ausgestaltet, also Gleichteile sind. In der Stapelrichtung 5 benachbarte Hauptscheiben 4 sind dabei um eine parallel zur Stapelrichtung 5 verlaufende Längsmittelachse des Stapels 6 um 180° zueinander verdreht, wodurch sich die separaten Strömungspfade ausbilden können. Sofern wie in den 3–5 mehrere Zusatzscheiben 17 vorhanden sind, sind diese zweckmäßig identisch, also als Gleichteile ausgestaltet.Preferably, it may be provided in the embodiments shown here that all main disks 4 identical designed, so are the same parts. In the stacking direction 5 adjacent main discs 4 are one parallel to the stacking direction 5 extending longitudinal center axis of the stack 6 rotated by 180 ° to each other, which can form the separate flow paths. If as in the 3 - 5 several additional discs 17 are present, they are expediently identical, so designed as equal parts.

Gemäß den 1, 3, 5 sind die Hauptscheiben 4 ebenso wie die jeweilige Zusatzscheibe 17 jeweils mit einem Umlauf 32 ausgestattet. Die Umläufe 32 greifen ineinander ein und können dadurch die Hauptverbindungskanäle 14 und 16 sowie den jeweiligen Zusatzverbindungskanal 25 dicht abschließen. Somit kommt der hier gezeigte Stapelscheibenwärmeübertrager 1 ohne ein zusätzliches Gehäuse aus, so dass er gehäuselos konfiguriert ist.According to the 1 . 3 . 5 are the main discs 4 as well as the respective additional disc 17 each with a circulation 32 fitted. The rounds 32 interlock and thereby make the main connection channels 14 and 16 as well as the respective additional connection channel 25 close tightly. Thus, the stacked plate heat exchanger shown here comes 1 without an additional housing, so that it is configured without housing.

Wie sich den 1 und 5 entnehmen lässt, kann der Stapel 6 bezüglich der Stapelrichtung 5 endseitig zumindest eine Endscheibe 33 aufweisen, um den Stapel 6 an diesem Ende fluidisch dicht zu verschließen. Zuleitungs- und Ableitungsanschlüsse für das erste und zweite Fluid 2, 3 sind dann zweckmäßig an einem dieser Endscheibe 33 gegenüberliegenden Ende des Stapels 6 angeordnet. Die Hauptscheiben 4, die jeweilige Zusatzscheibe 17 und die gegebenenfalls vorhandene Endscheibe 33 sind vorzugsweise Blechformteile, die den jeweiligen Umlauf 32 und die Dome 11, 12, 22 und 23 integral aufweisen. How the 1 and 5 can be removed, the stack 6 with respect to the stacking direction 5 at least one end plate at the end 33 exhibit to the stack 6 close fluidly tight at this end. Supply and discharge connections for the first and second fluid 2 . 3 are then useful on one of these end plate 33 opposite end of the stack 6 arranged. The main discs 4 , the respective additional disc 17 and the optional end plate 33 are preferably sheet metal parts that the respective circulation 32 and the dome 11 . 12 . 22 and 23 have integral.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 7007749 B2 [0002]
WO 2013/120817 A2 [0005]

Claims

Stacked disk heat exchanger for heat transfer between a first fluid ( 2 ) and a second fluid ( 3 ), - with several main discs ( 4 ) in a stacking direction ( 5 ) are piled up and a stack ( 6 ), and the two openings ( 7 . 8th ) for the first fluid ( 2 ) and two openings ( 9 . 10 ) for the second fluid ( 3 ), the main disks ( 4 ) in the stack ( 6 ) are piled up so that in the stack ( 6 ) for the first fluid ( 2 ) a common, parallel to the stacking direction ( 5 ) extending first inlet channel ( 13 ), a common, parallel to the stacking direction ( 5 ) extending first outlet channel and a plurality of perpendicular to the stacking direction ( 5 ), the first inlet channel ( 13 ) with the first outlet channel fluidly connecting first main connection channels ( 14 ) and for the second fluid ( 3 ) a common, parallel to the stacking direction ( 5 ) extending second inlet channel ( 15 ), a common, parallel to the stacking direction ( 5 ) extending second outlet channel and a plurality of perpendicular to the stacking direction ( 5 ), the second inlet channel ( 15 ) with the second outlet channel fluidly connecting second main connection channels ( 16 ) are formed, characterized in that at least one additional disc ( 17 ) provided between two adjacent main disks ( 4 ) is arranged in the stack ( 6 ) an additional connection channel ( 25 ) is created with one of his in the stacking direction ( 5 ) immediately adjacent main connection channels ( 14 . 16 ) is fluidly connected.

Heat exchanger according to claim 1, characterized in that - in the respective main disc ( 4 ) two of the openings ( 8th . 10 ) each of a dome ( 11 . 12 ), - that the respective additional disc ( 17 ) in the stacking direction ( 5 ) in alignment with the main disks ( 4 ) two openings ( 18 . 19 ) for the first fluid ( 2 ) and two openings ( 20 . 21 ) for the second fluid ( 3 ), wherein two of the openings ( 19 . 21 ) each of a dome ( 22 . 23 ) - that the dome ( 22 . 23 ) of the respective additional disc ( 17 ) in the stacking direction ( 5 ) are higher than the dome ( 11 . 12 ) of the main discs ( 4 ) and / or with respect to a longitudinal central axis ( 24 ) of the respective inlet channel ( 13 . 15 ) or outlet channels relative to the domes ( 11 . 12 ) of the main discs ( 4 ) are arranged offset radially.

Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the respective additional connecting channel ( 25 ) in the stacking direction ( 5 ) is about the same as the main connection channels ( 14 . 16 ).

Heat exchanger according to claim 2 or 3, characterized in that at least one such additional disc ( 17 ) in the pile ( 6 ) is arranged that the main disc ( 4 ), with the respective additional disc ( 17 ) the additional connection channel ( 25 ) in the stacking direction ( 5 ), in the area of their non-domicile ( 11 . 12 ) of this main disk ( 4 ) ( 7 . 9 ) is arranged free-standing, so that the additional connection channel ( 25 ) through these openings ( 7 . 9 ) with the adjacent main connection channel ( 4 ) is fluidly connected.

Heat exchanger according to one of claims 1 to 4, characterized in that the dome ( 23 ) of the respective additional disc ( 17 ) are dimensioned and arranged so that they are in the dome ( 12 ) one of the adjacent main disks ( 4 ) intervene.

Heat exchanger according to claim 5, characterized in that the dome ( 23 ) of the respective additional disc ( 17 ) are substantially twice as high as the domes ( 12 ) of the respective main disk ( 4 ).

Heat exchanger according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one such additional disc ( 17 ) in the pile ( 6 ) is arranged so that they are not in the area of their dom ( 22 ) ( 20 ) is arranged free-standing, so that the additional connection channel ( 25 ) through this opening ( 20 ) with the adjacent main connection channel ( 14 . 16 ) is fluidly connected.

Heat exchanger according to one of claims 2, 3 and 7, characterized in that the dome ( 22 ) of the respective additional disc ( 17 ) are dimensioned and arranged so that they the adjacent main disc ( 4 ) with respect to the longitudinal central axis ( 24 ) of the respective inlet channel ( 13 . 15 ) or outlet channel radially outside the dome ( 11 . 12 ) of the adjacent main disc ( 4 ) to contact.

Heat exchanger according to claim 8, characterized in that the dome ( 22 ) of the respective additional disc ( 17 ) in the stacking direction ( 5 ) are about the same height as the dome ( 11 . 12 ) of the main disk ( 4 ).

Heat exchanger according to one of claims 1 to 9, characterized in that all the main discs ( 4 ) are configured identically, wherein in the stacking direction ( 5 ) adjacent main disks ( 4 ) parallel to the stacking direction ( 5 ) are rotated by 180 ° to each other.

Heat exchanger according to one of claims 1 to 10, characterized in that all additional discs ( 17 ) are configured identically.

Heat exchanger according to one of claims 1 to 11, characterized in that the main discs ( 4 ) and the respective additional disc ( 17 ) one circulation each ( 32 ), the cycles ( 32 ) and interconnect the main connection channels ( 14 . 16 ) as well as the respective additional connection channel ( 25 ) close tightly.